John N. Howard

Hasta la segunda mitad del siglo XIX no existía un laboratorio de enseñanza ni curso de instrucción en "física práctica" en donde el estudiante obtuviera práctica de laboratorio en las técnicas experimentales. Los grandes experimentadores anteriores a aquel tiempo —Newton, Cavendish, Young, Faraday y otros— habían aprendido las técnicas experimentales en laboratorios privados o ayudado a sus maestros en sus labores.

En 1850, William Thomson desalojó una vieja bodega de vino y otra, al lado, de carbón, en el sótano de la escuela de Glasgow, a fin de realizar estudios de laboratorio acerca de la electricidad. Ayudaron a Thomson en la indagación sus seis u ocho discípulos. No tenían asistentes ni taller; si uno necesitaba una resistencia, tenía que procurarse el alambre y embobinarlo en persona. Éste fue, con todo, el inicio de la física experimental académica. Stokes disponía de una sala en Cambridge donde experimentaba, pero carecía de la ayuda de estudiantes o asistentes. En 1867 el profesor R.B. Clifton, en Oxford, puso en marcha una clase reducida de física práctica y en 1868 entró en funciones el laboratorio Clarendon. En 1870 se iniciaron clases análogas en Londres, en King´s College y el University College. El único laboratorio de enseñanza parecido que había en Europa era el de Jamin, en la Sorbona, y en Estados Unidos el de Pickering en el MIT. En 1869 un comité de Cambridge recomendó que se estableciera una cátedra especial destinada a enseñanza y demostración en física experimental. En octubre de 1870 el canciller de la universidad, el séptimo duque de Devonshire (William Cavendish, quien había sido a su tiempo segundo Wrangler y recibido el primer premio en el concurso Smith ^[2]) ofreció donar los fondos (que ascendieron a fin de cuentas a 8 500 libras esterlinas) para la construcción de un laboratorio de investigación adecuado. Un mes más tarde el consejo universitario aceptó el ofrecimiento, le puso al laboratorio, en su honor, el nombre de Laboratorio Cavendish, y estableció una cátedra Cavendish.

Thomson, para entonces lord Kelvin, fue invitado a ser catedrático Cavendish, pero declinó la oferta, y otro tanto hizo Helmholtz. Se dirigieron entonces a Maxwell, y (según Kelvin) si lo hubiese declinado, el puesto le hubiese sido ofrecido a John W. Strutt (mejor conocido como lord Rayleigh). Éste le escribió a Maxwell (quien, por mala salud, se había retirado de su cátedra del King´s College a su propiedad escocesa de Glenlair), apremiándolo para que aceptara el cargo: "Lo que más se necesita, según la mayoría de quienes saben algo del asunto, no es tanto un conferenciante como un matemático que tenga auténtica experiencia en la experimentación y que encaminara debidamente las energías de los bachilleres y miembros más jóvenes". Maxwell aceptó y dio su primera clase en octubre de 1871. El edificio del laboratorio no quedó completo hasta 1874. Entre los primeros que investigaron en el Cavendish estuvieron R.T. Glazebrook, en óptica, y Arthur Schuster, en espectroscopía. Maxwell siguió dando pláticas bastante elementales, pero dedicó gran parte del tiempo a preparar la edición de las obras inéditas de Henry Cavendish, dejando la supervisión de los cursos en el laboratorio a su demostrador. La salud de Maxwell se deterioró rápidamente en 1879, y murió el 5 de noviembre del mismo año.

Sir William Thomson fue invitado otra vez a ser catedrático Cavendish, y volvió a negarse. Además de ser profesor en Glasgow, era para entonces un próspero ingeniero consultor y poseía un espléndido yate de 126 toneladas, amarrado en la confluencia del río Kelvin y el Clyde. En diciembre de 1879, lord Rayleigh fue invitado a la cátedra Cavendish y aceptó un nombramiento por cinco años. Aunque no estaba necesitado, la depresión agrícola de 1878-1879 hacía menos grata la vida en su propiedad de Terling. Se entregó a sus obligaciones a principios de 1880. El demostrador de Maxwell había renunciado, y Rayleigh nombró para este cargo a R. T. Glazebrook, quien más tarde habría de ser el primer director del National Physical Laboratory. En julio de 1879, el consejo meteorológico solicitó que los distintos tipos de higrómetros fuesen comparados y normalizados. Stokes había dispuesto que esto se hiciera en el Cavendish, y Maxwell escogió a William Napier Shaw, quien por entonces laboraba en Berlín, con Helmholtz, para que se encargara de ello. Maxwell murió antes de que llegara Shaw, pero Rayleigh dispuso que se llevara adelante los estudios meteorológicos, y lo designó segundo demostrador. Rayleigh también nombró a George Gordon para que se encargase del taller. Había sido carpintero de barco en Liverpool y era hábil y presto. Sus obras no eran gratas a la vista, pero hacía lo que se esperaba de él, y lord Rayleigh no pedía más.

Las obligaciones de catedrático Cavendish no eran onerosas: debía residir 18 semanas durante el año académico e impartir cuando menos 40 clases en dicho periodo. Los alumnos eran pocos; Rayleigh disertaba sobre asuntos como "el uso de aparatos físicos" y "electricidad galvánica y electromagnetismo" ante grupos de 16 o 18 estudiantes, incluyendo uno o dos miembros superiores de la universidad. Los únicos textos que existían acerca de métodos de laboratorio eran las Physical Measurements de Kohlrausch y los Elements of Physical Measurements de Pickering, publicados ambos en 1873, hasta que Glazebrook y Shaw organizaron las notas de las demostraciones, constituyendo su bien conocido libro Practical Physics.

El número total de discípulos en el Cavendish ascendió gradualmente desde unos 20 en 1877 hasta 62 en 1882, y 90 —diez investigando— en 1885. La máxima contribución de Rayleigh al Cavendish fue, sin embargo, el afán de estimular a los investigadores a emprender proyectos en común: un programa Cavendish y no ya los proyectos individuales de cada quien. Como base para un programa así, eligió la redeterminación de los valores de las unidades eléctricas prácticas. Sugirió un problema afín a uno de sus jóvenes discípulos de investigación, J. J. Thompson: la determinación de la razón entre la unidad electrostática y la electromagnética. Weber, Maxwell y William Thomson la habían intentado todos ellos anteriormente, con variación considerable en los resultados. Esto quedo narrado en uno de los primeros artículos de J. J. Thompson y fue el comienzo de una serie de investigaciones de Thomson que condujeron finalmente al descubrimiento del electrón. Describiendo más tarde las indagaciones eléctricas de Rayleigh en el Cavendish, Thomson dijo que transformó el caos en orden. Además de los estudios eléctricos, Shaw emprendió sus mediciones meteorológicas, Glazebrook inició sus estudios sobre la reflectividad de los cristales, Schuster llevó adelante estudios espectroscópicos, Poynting ideó el sacarímetro y George y Horace Darwin empezaron a estudiar las mareas. En este periodo, el propio lord Rayleigh alcanzó la cima de su productividad y redactó unos 60 artículos en aquel periodo de cinco años, en promedio uno por mes, ninguno de los cuales era trivial. En el Cavendish continuó sus investigaciones acústicas, emprendió sus importantes estudios sobre la capilaridad y desarrolló la prueba de Rayleigh sobre la percepción de los colores.

Otras dos innovaciones de Rayleigh en el periodo del Cavendish merecen mención. En 1882 Rayleigh abrió todas las clases y demostraciones a las mujeres que estudiaban en los colleges de Girton y Newnham, en las mismas condiciones que a los hombres. Rayleigh implantó asimismo la práctica del té de la tarde, en común, en un esfuerzo por ofrecer una oportunidad de discusión informal de asuntos científicos entre los investigadores.

A fines de diciembre de 1884, Rayleigh anunció su intención de volver a sus asuntos privados en Terling y renunció a la cátedra Cavendish. Por tercera vez se le pidió a sir William Thomson que la aceptara, pero tampoco ahora quiso. Para sorpresa de muchos, los otros candidatos maduros fueron dejados de lado y el puesto fue ofrecido a J. J. Thompson, de 28 años. Éste prolongó y amplió el programa de Rayleigh de estudios sobre la electricidad, a los que siguieron estudios acerca de los fenómenos de descarga en los gases, rayos X y radiactividad, que hicieron del Cavendish el centro principal de investigación física a fines del siglo XIX y principios del XX. Gran número de investigadores del Cavendish han merecido el premio Nobel, más quizá que el personal de ningún otro laboratorio; el primero de ellos fue el propio Rayleigh.

[2] Durante la época victoriana, se aplicaba en Cambridge el examen Tripos sobre física y matemáticas elementales y prácticas, que duraba siete días consecutivos. A los que se presentaban al Tripos se les llamaba Wranglers, y ser el primero en el examen era un alto honor. Adicionalmente, los wranglers sobresalientes concursaban en el último día por un premio especial que llevaba el nombre del doctor Smith, matemático de principios del siglo XVIII. [volver al texto]